Femtosekundlaserhar stort tillämpningsvärde inom vetenskaplig forskning och industriområden som terahertzgenerering, attosekund pulsgenerering och optisk frekvenskam.Modlåst lasrarBaserat på traditionella block-vinstmedier begränsas av termisk linseffekt vid hög effekt, och för närvarande är den maximala utgångseffekten cirka 20 W.
Thin Sheet Laser använder flerpasspumpstruktur för att återspeglapumpatill ark förstärkningsmediet med tjocklek på 100 mikron för hög effektivitetspumpsabsorption. Det extremt tunna förstärkningsmediet i kombination med backcooling -teknik minskar kraftigt påverkan av termisk linseffekt och olinjär effekt och kan uppnå högre kraft femtosekund pulsutgång.
Wafer-oscillatorer i kombination med Kerr Lens-läge-låsningsteknik är de viktigaste medlen för att få hög genomsnittlig effektlaserutgång med pulsbredd i storleksordningen femtosekund.
FIKON. 1 (a) 72 Optisk strukturdiagram och (b) fysiskt diagram över pumpmodulen
Ett team av forskare från Chinese Academy of Sciences designade och byggde en Kerr Lens-lägeslåst laser baserat på den självutvecklade 72-vägspumpmodulen och utvecklade en Kerr Lens-lägeslåst laser med den högsta genomsnittliga effekten och enstaka pulsen i Kina.
Based on the principle of Kerr lens mode-locking and the iterative calculation of ABCD matrix, the research team first analyzed the mode-locking theory of thin plate Kerr lens mode-locking laser, simulated the mode changes in the resonator during mode-locking operation and continuous operation, and confirmed that the cavity mode radius at the hard diaphragm will be reduced by more than 7% after mode-locking.
Därefter, styrd av designprincipen, designade och byggde forskningsteamet en Kerr-linsläge-låst resonator (fig. 2) baserad på 72-vägspumpmodulen (Fig.1) oberoende utvecklad av teamet, och erhöll en pulserad laserutgång med en genomsnittlig effekt på 11,78W, en pulsbredd av 245 FS och en enda PULSE med 0.1 PULJ AT 72 W-pumpning. Utgångspulsen och variationen i intrakavitetsläget är i god överensstämmelse med simuleringsresultaten.
FIKON. 2 Schematiskt diagram över resonanshålan i Kerr Lens-läge-låst YB: YAG-skivlaser som används i experimentet
För att förbättra utgångseffekten hos lasern ökade forskarteamet krökningsradie för den fokuserande spegeln och finjusterade Kerr-medeltjockleken och andra ordningens spridning. När pumpkraften sattes till 94 W ökades den genomsnittliga utgångseffekten till 22,33 W och pulsbredden var 394 FS och den enda pulsenergin var 0,28 μJ.
För att ytterligare öka utgångseffekten kommer forskargruppen ytterligare att öka krökningsradie för det fokuserade konkava spegelparet, samtidigt som resonatorn placeras i en låg vakuumstängd miljö för att minska påverkan av luftstörningar och luftdispersion.
Inläggstid: augusti-2023